Question

（每格2分，共8分）在50mlbmol/L氯化鋁溶液中加入50mlamol/L的氫氧化鈉溶液。

（1）當a≤3b時，生成氫氧化鋁沉淀的物質的量為           ;

（2）當a、b滿足                     條件時，無沉淀生成;

（3）當a、b滿足                     條件時，a增大，沉淀減少,此時生成氫氧化鋁沉淀的物質的量為                     mol 。

 

Answer 1

【答案】

（8分）（1）a/60mol　（2）4b≤a 　（3）3b<a<4b   0.2b-0.05a（每格2分）

【解析】

試題分析：分析本題時，寫出AlCl₃和NaOH反應的方程式，3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl、4NaOH+AlCl=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，然后利用鋁離子和氫氧根離子以物質的量之比為1：3，恰好沉淀，1：4，沉淀恰好溶解，找出臨界值把范圍分為三部分進行討論。

（1）在化學反應中，參加反應的物質的物質的量之比=化學計量數之比。AlCl₃和NaOH反應，3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl，

當AlCl₃和NaOH恰好反應即物質的量之比為1：3時，生成的Al（OH）₃ 物質的量最大．當a≤3b時，反應中NaOH不足量，計算時應以NaOH為標準進行，設生成Al（OH）₃沉淀的物質的量為x。

3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl  

3           1

0.05×a      x

3：1=0.05×a：x

解得 x= a/60mol

（2）AlCl₃和NaOH反應生成Al（OH）₃，Al（OH）₃是兩性氫氧化物，能夠溶于NaOH溶液，所以生成的沉淀會減少，NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，方程式3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl和 NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O 相加，得到方程式4NaOH+AlCl=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O，由方程式可得，當AlCl₃和NaOH物質的量之比為1：4時，恰好沒有沉淀產生．

4NaOH+AlCl=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O 

4      1

0.05a  0.05b

a：b=4：1

故答案為：a=4b或a＞4b；

（3）先有沉淀生成，3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl，后又有部分沉淀溶解，NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O，所以3b＜a＜4b時，會出現先有沉淀生成后又有部分沉淀溶解，當全部生成沉淀時，應以AlCl₃為標準進行計算，當沉淀生成后又有部分沉淀溶解時，應以剩余的NaOH為標準進行計算。

設AlCl₃全部轉化為Al（OH）₃時，需要的NaOH為xmol，生成的Al（OH）₃為ymol，

3NaOH+AlCl₃=Al（OH）₃+3NaCl

3     1     1

x    0.05b  y

x=0.15b   y=0.05b

剩余NaOH的物質的量為：0.05a-0.15b，

設生成NaAlO₂時需要的Al（OH）₃物質的量為zmol，

   NaOH+Al（OH）₃=NaAlO₂+2H₂O

   1         1

0.05a-0.15b   z

z=0.05a-0.15b 

所以剩余的Al（OH）₃物質的量為0.05b-（0.05a-0.15b ）=0.2b-0.05a。

故答案為：3b＜a＜4b；0.2b-0.05a。

考點：鎂、鋁的重要化合物；有關范圍討論題的計算

點評：本題考查的是鋁的重要化合物的有關計算及有關計算范圍的討論．在做討論題時，結合有關化學方程式，找出反應的臨界值進行討論，簡潔明了。如：NaOH溶液中通入CO₂、向NaAlO₂溶液中滴加稀鹽酸等都是有關計算范圍的討論。